ARINC 717

Mehr Datensicherheit für mehr Leistung

Die ARINC-Protokolle sind bereits seit einigen Zeiten in der Flugtechnik bekannte und vielseitig eingesetzte Mittel, die es ermöglichen die zahlreichen verschiedenen Komponenten im System zu einer effektiv arbeitenden Gesamtheit zu verbinden, bei welcher es möglich ist, gesendete und empfangene Daten zwischen zwei oder mehreren Geräten bestens zu sichern und somit den reibungslosen Vorgang der Prozesse zu gewährleisten. ARINC 717 ist hierbei ein Protokoll, das einen Standard der Datenkommunikation definiert. Diese Kommunikation geschieht zwischen der Digital Flight Data Acquisition Unit (kurz DFDAU) und dem Digital Flight Data Recorder (kurz DFDR). Die DFDAU nimmt dabei die Position des Rechners und Sendepunktes ein, da an dieser Systemkomponente die unterschiedlichen Daten zusammengefasst gesammelt und in das Format des ARINC 717-Protokolls umgewandelt werden.Dieses Datenbündel erreicht anschließend den DFDR.

ARINC 717 – Arbeitsweise

Das Problem, welcher der Avionik unter Verwendung des ARINC 429 gegenüberstand, war die verhältnismäßig geringe Datensicherheit. Dieser Mangel kann jedoch durch den Einsatz des weiterentwickelten ARINC 717-Protokolls behoben werden, da hier dank einem Bi-Phase-Signal mit einer +/- 5 Volt starken, gleichstromfreien Spannung die Sicherheit der gesammelten Daten gesteigert werden kann. Hierbei wird als Basis ein Verfahren zur Codierung verwendet, welches sich als Harvard II Biphase bezeichnet und als Spannungswert eine logische NULL mit sich bringt. Dieser Wert kann über die gesamte Bit-Breite erhalten werden. Liegt der Spannungswert allerdings bei logischen EINSen wird dieser Wert während dieser Bit-Breite umgeschaltet.

Anfangsphase des ARINC 717

Nach Einsetzen der Digital Flight Data Acquisition Unit empfängt diese Einheit Informationen der unterschiedlichen Komponenten im Flugzeug. Bei den gesammelten Daten handelt es sich um Informationen über den Zustand der Geräte, die zudem Kenntnisse über die Flughöhe, die momentane und durchschnittliche Geschwindigkeit oder auch die Lage der Ruder geben können. Aufgezeichnet werden diese Datenelemente als sogenannte Parameter. Jeder einzelner Bruchteil wird über eine 8-Bit-Kennung verifiziert und enthält überdies noch Nutzdaten, die zwischen 18-Bit und 19-Bit liegen. Die Digital Flight Data Acquisition Unit nimmt eine Pufferung der Daten vor, wodurch diese in Frames und Subframes umgewandelt werden.  Von einem Frame spricht man wenn vier Sekunden der Lebenszeit eines Flugzeuges aufgenommen wurden. Die Subframes sind dann die Unterteilungen dieses einen Frames. Insgesamt hat ein Frame vier Subframes, auf welche dann jeweils eine der vier Sekunden der aufgenommenen Lebenszeit gelegt ist. Das Subframe enthält demnach alle gesammelten Daten, die von der DFDAU zusammengetragen werden. In früheren Zeiten, als das ARINC 717 noch nicht vermarktet wurde, wurden in Flugzeugen meist nur bis zu 64 Parameter aufgezeichnet, doch seit der Einführung der Digital Flight Data Recorder beläuft sich dies durchschnittlich auf 128 Parameter. Hierzu im Vergleich müssen in den Vereinigten Staaten von Amerika allerdings bei einem Flugzeug stets 256 Parameter aufgezeichnet werden und im Falle des Airbus A380, dem größten in Serie gefertigtem Verkehrsflugzeug, findet sich eine Aufzeichnung, die sich aus 1024 Parametern zusammensetzt. 

Endphase des ARINC 717

Erst wenn eine Frame, also alle vier Sekunden der aufgezeichneten Lebenszeit eines Flugzeugs, übermittelt sind, gilt ein Satz aus Parameter als vollständig übermittelt, sodass anschließend dieser Prozess von neuem beginnen kann. Insgesamt werden in der Regel ganze 25 Stunden an Lebenszeit eines Flugzeuges aufgenommen und gespeichert. Jeder einzelne Parameter des zu übertragenden Satzes beinhaltet 12-Bit an gespeicherten Nutzerdaten. An diesem Punkt des ARINC 717-Protokolls werden die Bits, die die Identifikation und Synchronisation regeln, nicht weiter gebraucht, da die Subframes immer denselben Aufbau vorweisen. Hierdurch ist es möglich ein Element alleine durch seine Position im Frame zu bestimmen und die Parameter können ohne Unterbrechungen und Trennungen voneinander in der chronologischen Reihenfolge Daten übermitteln. Allerdings wird nicht jeder Parameter auch tatsächlich in jeder Übertragung benötigt, sodass es vorkommt, dass die im System als weniger wichtig angesehenen Parameter nur in jedem zweiten oder vierten Parameter zum Einsatz kommen und weitergeleitet werden. Zudem unterscheiden sich die Subframes immer im ersten ihrer Parameter, welcher den Zweck der Kennzeichnung inne hat. Die übrigen Parameter können anschließend nach einem Schema, welches von einem festgelegten Muster definiert ist, eingebaut werden. Oftmals reicht hier die Steckstelle als Identifizierung nicht aus, sodass eine Tabelle zur Decodierung herangezogen werden muss.

Ohne das ARINC 717 gäbe es keinen Fortschritt!

ARINC-Protokolle haben seit ihrer ersten Vermarktung wesentliche Vorteile und bessere Standards mit sich gebracht. Das ARINC 717 zeichnet in dieser Entwicklung allerdings einen markanten Punkt ab, an welchem die Norm um ein Vielfaches erhöht und optimiert werden konnte. Somit wird dank dem ARINC 717 der Mangel des Vorgängermodells bezüglich der geringen Datensicherheit behoben und es ist eine Aufnahme von Daten in Echtzeit möglich, wodurch der Luftfahrt aussagekräftigere Ergebnisse zur Verfügung stehen und die Option des fortschritttechnischen Ausbaus nach oben hin entsteht.